一種基因測序裝置及系統的製作方法

2023-09-18 15:13:10 2

專利名稱：一種基因測序裝置及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及基因工程領域，更具體地說，涉及一種基因測序裝置及系統。
背景技術：
人類基因組計劃實施以來，基因測序技術的發展非常迅猛，最初的純手工測序已被半自動化的儀器操作所取代，而全自動化控制則是未來的發展主流。在測序效率和成本方面，從第一個人類基因組測序使用13年時間、花費35億美元，到第二個人類基因組測序耗時僅1年、花費7千萬美元，進步是顯著的。而測序效率的提高和測序成本的降低，不僅與目前的測序方法有關，更與各種測序裝置息息相關。目前出現的測序設備主要是基因晶片測序裝置。利用這種裝置進行測序，首先需要製備針庫，然後通過特殊的微噴頭，分別把不同的探針溶液按照預先排定的順序依次點在基片表面，並通過物理和化學作用使探針固定於基片表面。該基因晶片測序的裝置和測序的過程為基因晶片由多個微流體反應通道組成，通道表面具有微小顆粒構成的DNA測序文庫。微流體基因晶片由兩層基板緊密結合在一起而形成，中間有微結構，組成通道式的流體反應池，以及流體輸入和輸出孔，下層基板為透明材料，在與微流體反應池相對的下層材料表面有成千上萬個微小固體顆粒，通過化學鍵與下層透明基底連接。微小固體顆粒上固定有大量的核酸分子。經過微流體通道中的生化反應，再用光學檢測手段來檢測微小顆粒上的核酸分子的序列。上述利用基因晶片技術進行測序時，該生物晶片測序裝置測序試劑的抽取、測序反應控制都是通過人工進行的，這使得自動化程度極低，手工操作的效率、準確率都存在不足。另外，所能固定的待測DNA序列片段數量非常有限，一般只有幾千到一萬的數量級，測序通量較低，測序效率有待提高；此外，正是由於一次測序的通量較低，而要達到千萬甚至上億數量級的通量時，利用該裝置測序所消耗的試劑量就非常大，導致測序成本很高。因此需要一種新的基因測序裝置，能夠提高測序自動化程度，並能提高測序通量， 進一步降低測序成本；同時，需要一種新的基因測序系統，能夠實現測序的全自動化，從而降低勞動成本，提高效率。

發明內容
本發明的目的在於提供一種基因測序裝置，旨在解決現有技術中自動化程度低、 測序通量低、測序成本高的問題。為了實現發明目的，本發明的基因測序裝置包括樣品製備組件、液體傳導組件、載樣組件、溫控組件、採圖組件及控制組件。其中，所述樣品製備組件，與載樣組件連接，用於製備待測樣品，並將待測樣品固定在載樣組件上；所述液體傳導組件，與載樣組件連接，用於存儲及傳輸試劑；所述載樣組件，用於固定待測樣品，並接收液體傳導組件傳輸的試劑，使待測樣品與所接收的試劑進行測序反應；同時，所述載樣組件還用於確定採圖位置；所述溫控組件，與載樣組件連接，用於調節載樣組件中測序反應的溫度；所述採圖組件，與載樣組件連接，用於獲取所述採圖位置的圖像數據；所述控制組件，與樣品製備組件、液體傳導組件、載樣組件、溫控組件和採圖組件分別連接，用於控制與其相連的各組件的運行。其中，相應的試劑包括試劑的種類和試劑的量。其中，所述的基因測序裝置還包括數據處理組件，所述數據處理組件與採圖組件和控制組件分別連接，用於接收並處理採圖組件採集的圖像數據。其中，所述數據處理組件可以為利用電子學原理根據一系列指令來對數據進行處理的設備。優選的，該數據處理組件為電腦。其中，液體傳導組件包括試劑臺和泵。該試劑臺位於泵的一側，通過導管與泵連接，用於盛放多種可供吸取的試劑；該泵用於抽取試劑臺中的試劑，並將試劑傳輸到載樣組件中。其中，液體傳導組件還包括機械手，其位於試劑臺的上方或位於試劑臺的一側，通過導管與泵連接，用於從試劑臺抽取相應的試劑到泵中。其中，所述的泵與載樣組件之間、泵與機械手之間、泵與試劑臺之間均通過導管連接。其中，試劑臺包括緩衝液基座和試劑基座。該緩衝液基座用於盛放測序反應所需的緩衝液；該試劑基座與緩衝液基座連接，用於盛放測序反應所需的除緩衝液外的試劑。其中，上述緩衝液基座為至少一個孔的基座，試劑基座為至少一個孔的基座。上述載樣組件包括樣品臺和定位裝置。該樣品臺用於固定待測樣品，並接收液體傳導組件傳輸的試劑，使待測樣品與所接收的試劑進行測序反應；該定位裝置與樣品臺和 /或採圖組件連接，用於控制樣品臺和/或採圖組件的位移，從而確定採圖位置。其中，樣品臺包括測序反應小室，用於固定待測樣品，使待測樣品與液體傳導組件傳輸的試劑進行測序反應。測序時，通過物理或者化學作用將待測樣品(也即DNA片段)固定在測序反應小室上，形成短標籤陣列，一個陣列點代表一種DNA片段，稱為DNA片段陣列。該測序反應小室內可形成上千萬甚至上億個點的陣列，也即陣列點。其中，DNA片段可以直接固定在測序反應小室上，也可以通過小珠固定在測序反應
小室上。其中，上述DNA片段或固定有DNA片段的小珠被固定在玻片上，玻片被固定在測序反應小室上，形成測序反應小室的腔。其中，上述定位裝置包括水平運動裝置和垂直運動裝置。該水平運動裝置與樣品臺連接，用於調節樣品臺在其自身所在平面上的位置；該垂直運動裝置與樣品臺、採圖組件連接，用於調節樣品臺與採圖組件之間的距離。上述溫控組件包括升降溫裝置和測溫裝置。該測溫裝置，用於實時測量載樣組件的溫度；該升降溫裝置，與測溫裝置、載樣組件分別連接，用於調節載樣組件的溫度，該升降溫裝置能夠根據測溫裝置測量的溫度對載樣組件的溫度進行工作。該升降溫裝置工作使得載樣組件的溫度到達默認的溫度或設置的溫度。其中，溫控組件通過調節載樣組件的溫度，來控制測序反應的進行。
其中，該測溫裝置還用於測量基因測序裝置內部的溫度。其中，溫控組件還包括排風裝置。該排風裝置用於基因測序裝置內外的空氣流動。 也即通過排風裝置實現基因測序裝置的內外空氣的交換，從而將基因測序裝置內的溫度控制在設定的溫度範圍內。上述測溫裝置測量到所述儀器內部的溫度後，將測得的溫度發給控制組件，控制組件根據測量到的溫度數據產生排風裝置的工作指令，排風裝置根據工作指令進行工作， 從而實現對基因測序裝置內部溫度的調節，從而保證基因測序裝置內部溫度在其正常工作所允許的溫度範圍內。上述採圖組件包括發光裝置、稜鏡組和照相裝置。該發光裝置與載樣組件連接，用於提供特定波長的光，以激發載樣組件中帶有標記物的待測樣品；該稜鏡組位於發光裝置及載樣組件之間，用於對發光裝置發出的光進行過濾，並進行光路調節；該照相裝置位於載樣組件一側，用於採集採圖位置的圖像數據。其中，上述的發光裝置能夠發射不同波長的光。在測序反應時，測序反應的試劑攜帶標記物，該攜帶標記物的試劑與待測樣品發生反應，反應結束後，形成攜帶標記物的待測樣品；然後用利用發光裝置發出的特定波長的光照射攜帶標記物的待測樣品，攜帶標記物的待測樣品便會發光；再用該採圖組件對發光的攜帶標記物的待測樣品進行採集圖像數據。其中，發光裝置還包括光閘，位於發光裝置和載樣組件之間，用於在不需激發光照射時遮擋激發光。其中，所述照相裝置包括放大裝置和拍圖裝置。該放大裝置用於放大採圖位置的圖像；該拍圖裝置位於放大裝置的一側，用於通過放大裝置拍攝採圖位置的圖像數據。其中，該放大裝置的放大倍數不限，優選為20到100倍。更優選的，放大倍數為40 倍到100倍之間。為了更好的實現本發明的目的，該基因測序裝置還可包括數據處理組件，與採圖組件連接，用於接收並處理採圖組件採集的圖像數據。其中，該數據處理組件包括數據傳輸裝置和數據分析裝置。該數據傳輸裝置與照相裝置和數據分析裝置連接，用於將採圖組件採集的圖像數據傳輸給數據分析裝置；該數據分析裝置，用於處理圖像數據。其中，數據傳輸裝置可以是任意用於連接兩個設備並且能夠傳輸數據的裝置。優選的，數據傳輸裝置為數據線。為了更好的實現本發明的目的，本發明的基因測序系統包括樣品製備控制模塊、液體傳導控制模塊、反應控制模塊、溫控模塊、採圖控制模塊及控制模塊。其中，所述樣品製備控制模塊，與控制模塊連接，用於控制樣品製備組件製備待測樣品，並控制待測樣品固定到載樣組件上；所述液體傳導控制模塊，與控制模塊連接，用於控制液體傳導組件中液體的抽取與傳輸；所述反應控制模塊，與控制模塊連接，用於控制測序反應的進行，並確定採圖的位置；所述溫控模塊，與控制模塊連接，用於控制測序反應的溫度；所述採圖控制模塊，與控制模塊連接，用於控制採圖組件採集圖像；所述控制模塊， 用於控制與其連接的各模塊的運行。其中，所述的系統還包括一數據處理模塊，用於處理採圖組件採集的圖像數據。CN 102517206 A說明書4/15 頁其中，所得的數據處理模塊還包括數據傳輸模塊和數據分析模塊。所述數據傳輸模塊，與數據分析模塊連接，用於控制數據傳輸到數據分析模塊；所述數據分析模塊，用於接收數據傳輸模塊傳輸的數據，並對數據進行分析與處理。與現有技術相比，本發明實現了從樣品製備到數據處理全過程的自動化，從而大幅提高了測序效率；同時還提高了測序通量，並且降低了測序成本及人力成本。


圖1是本發明一個實施例中基因測序裝置的結構示意圖；圖2是本發明另一個實施例中基因測序裝置的結構示意圖；圖3是本發明一個實施例中液體傳導組件的結構示意圖；圖4是本發明一個實施例中試劑臺的結構示意圖；圖5是本發明另一個實施例中液體傳導組件的結構示意圖；圖6是本發明另一個實施例中液體傳導組件的結構示意圖；圖7是本發明另一個實施例中液體傳導組件的結構示意圖；圖8是本發明一個實施例中載樣組件的結構示意圖；圖9是本發明一個實施例中樣品臺的結構示意圖；圖10是本發明一個實施例中測序反應小室的結構示意圖；圖11是本發明一個實施例中定位裝置的框架示意圖；圖12是本發明一個實施例中定位裝置的結構示意圖；圖13是本發明另一個實施例中定位裝置的結構示意圖；圖14是本發明另一個實施例中定位裝置的結構示意圖；圖15是本發明一個實施例中溫控組件的結構示意圖；圖16是本發明另一個實施例中溫控組件的結構示意圖；圖17是本發明一個實施例中排風裝置的結構示意圖；圖18是本發明另一個實施例中排風裝置的結構示意圖；圖19是本發明一個實施例中採圖組件的結構示意圖；圖20是本發明一個實施例中照相裝置的結構示意圖；圖21是本發明一個實施例中發光裝置的結構示意圖；圖22是本發明另一個實施例中發光裝置的光路傳輸結構示意圖；圖23是本發明一個實施例中稜鏡組的結構示意圖；圖M是本發明一個實施例中數據處理組件的結構示意圖；圖25是本發明一個實施例中基因測序裝置的使用流程圖；圖沈是本發明一個實施例中基因測序系統的控制結構示意圖；圖27是本發明另一個實施例中基因測序系統的結構示意圖；圖觀是本發明一實施例中數據處理模塊的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。
圖1示出了本發明一實施例中的基因測序裝置的結構示意圖，其包括(1)樣品製備組件1，與載樣組件3連接，用於製備待測樣品，並將待測樣品固定在載樣組件上。(2)液體傳導組件2，與載樣組件3連接，用於存儲及傳輸試劑。(3)載樣組件3，用於固定待測樣品，並接收液體傳導組件2傳輸的試劑，使待測樣品與所接收的試劑進行測序反應；同時，載樣組件3還用於確定採圖位置。(4)溫控組件4，與載樣組件3連接，用於調節載樣組件3中測序反應的溫度，便於測序反應能夠順利進行。(5)採圖組件5，與載樣組件3連接，用於獲取所述採圖位置的圖像數據。(6)控制組件6，與樣品製備組件1、液體傳導組件2、載樣組件3、溫控組件4和採圖組件5分別連接，用於控制與其相連的各組件的運行。在本實施例中，當需要抽取試劑時，樣品製備組件1接收到控制組件6製備待測樣品的命令後，樣品製備組件1製備待測樣品，待測樣品製備後被固定在玻片上，而後，樣品製備組件1接收到控制組件6安裝玻片的指令後，則將樣品固定在載樣組件3上；液體傳導組件2接收到控制組件6抽取試劑的命令後，包括抽取試劑的種類、抽取試劑的量，執行抽取試劑，並將抽取的試劑導入到載樣組件3中。載樣組件3接收試劑；溫控組件4接收到溫度指令後，包括升、降溫的溫度，執行加熱或製冷，實現對載樣組件3中溫度的控制。當需要採圖時，採圖組件5接收到控制組件6採集圖像的命令後，包含採圖的位置、採圖的張數等， 採圖組件5移動到指定的採圖的位置。然後進行採集圖像。本實施例的技術方案中能夠實現待測樣品的製備、玻片的安裝、液體的抽取等的機械化，從整體實現了基因測序裝置的從待測樣品製備到數據處理過程的一體化，使得基因測序的自動化程度高，同時節約了人力勞動，提高了基因測序的效率。需要說明的是，圖中的虛線連接為邏輯上的連接關係，包括但不限於無線連接。針對圖1中的實施例，本發明提出一實施例，樣品製備組件1包括一機械臂，當樣品被固定到玻片上後，機械臂將玻片固定到載樣裝置上。圖2示出了本發明另一實施例中的基因測序裝置的結構示意圖，其包括(1)樣品製備組件1，與載樣組件3連接，用於製備待測樣品，並將待測樣品固定在載樣組件上。本發明的樣品製備組件1可以採取多種方式製備樣品。在一個實施例中，樣品製備組件1可以完成文庫製備、擴增等待測樣品製備工序首先從組織樣本中提取出DNA， 並打斷成小片段；進行酶切，得到相同長度的DNA片段；將DNA片段兩端連接接頭序列，得到DNA短標籤，製備成DNA文庫；然後將DNA短標籤連接到微珠上，在乳液PCR體系中進行擴增；然後富集得到待測樣品。(2)液體傳導組件2，與載樣組件3連接，用於存儲及傳輸液體。(3)載樣組件3，用於固定待測樣品，並接收液體傳導組件2傳輸的試劑，使待測樣品與所接收的試劑進行測序反應；同時，載樣組件3還用於確定採圖位置。(4)溫控組件4，與載樣組件3連接，用於調節載樣組件3中測序反應的溫度，便於測序反應能夠順利進行。(5)採圖組件5，與載樣組件3連接，用於獲取所述採圖位置的圖像數據。(6)控制組件6，與樣品製備組件1、液體傳導組件2、載樣組件3、溫控組件4和採圖組件5分別連接，用於控制與其相連的各組件的運行。(7)數據處理組件7，與採圖組件5和控制組件6分別連接，用於接收並處理採圖組件採集的圖像數據。在本實施例中，數據處理組件可以是電腦。本實施例的技術方案中，基因測序裝置實現了全自動化基因測序。通過自動化控制，大大提高了基因測序的效率和精度。需要說明的是，圖中的虛線連接為邏輯上的連接關係，包括但不限於無線連接。圖3示出了本發明一實施例中的液體傳導組件的結構示意圖，該液體傳導組件包括試劑臺21、泵221和導管222。其中(1)試劑臺21通過導管222與泵221連接，用於盛放測序反應相關的試劑。(2)所述泵221用於抽取試劑臺21中的試劑，並將試劑傳輸到載樣組件中。試劑臺21中存放測序反應所需的液體，包括測序反應所需的所有試劑。泵221和試劑臺21之間連接有多根導管222，導管222 —端插入試劑臺21的液體中，另一端與泵221 連接。當需要抽取試劑時，泵221從試劑臺21抽取選擇的試劑到載樣組件中。針對試劑臺，本發明提出一實施例，如圖4所示，試劑臺包括緩衝液基座212和試劑基座211。其中(1)緩衝液基座212，用於盛放測序反應所需的緩衝液。(2)試劑基座211與緩衝液基座212連接，用於盛放測序反應所需的除緩衝液外的試齊LU本實施例中，當測序反應需要緩衝液時，泵221從緩衝液基座212中抽取所需的緩衝液，將設定劑量的緩衝液抽取到載樣組件中，當測序反應需要其他試劑時，泵221從試劑基座211選取所需的試劑，將設定劑量的試劑抽取到載樣組件中。本實施例中，試劑臺能夠同時存儲多種試劑，使用者可以一次添加所需的所有的試劑，避免了用戶頻繁添加試劑的麻煩。針對緩衝液基座本發明提出一實施例，緩衝液通過試劑瓶放置在緩衝液基座內。 在本實施例中，緩衝液基座可以根據不同的需要更換。例如根據需要放置試劑瓶的個數， 更換不同孔數的緩衝液基座；根據需要盛放緩衝液的試劑瓶的規格可更換不同孔大小的緩衝液基座。也即緩衝液基座可以根據所需要放置的試劑瓶大小和個數更換。優選的，緩衝液基座的孔的個數為6個。優選的，緩衝液基座的孔的大小為盛放200mL試劑瓶的孔。本實施例中，試劑基座內盛放的是測序反應所需的除緩衝液外的試劑，試劑基座上所具有的孔的個數不限。同時，試劑基座上的孔的大小可以根據試劑管的規格來更換。也艮口，試劑基座的孔的大小和孔的個數不受限制，可以根據需要換置。優選的，試劑基座的孔的大小為盛放1. 5mL規格的試劑管的孔。優選的，該試劑基座的孔的個數為96個。針對液體傳導組件，本發明提出另一實施例，如圖5所示，該組件可包括泵221、機械手23、導管222、試劑基座211和緩衝液基座212。(1)泵221用於抽取試劑臺中的試劑，並將試劑傳輸到載樣組件中。(2)機械手23，其位於試劑臺的上方或位於試劑臺的一側，通過導管與泵連接，用於從試劑臺抽取相應的試劑到泵中。(3)緩衝液基座212，用於盛放測序反應所需的緩衝液。(4)試劑基座211與緩衝液基座212連接，用於盛放測序反應所需的除緩衝液外的試齊LU其中，機械手23位於試劑臺的上方，在測序過程中用於從試劑臺抽取相應的試劑到泵221中。機械手23通過導管222與泵221連接，機械手23可以在X、Y、Z空間內移動， 抽取試劑基座211內的試劑。當需要抽取某種試劑時，機械手23精確定位到試劑基座211 內所需試劑所在位置，抽取所需劑量的試劑，通過導管222傳輸到泵221中，泵221再將試劑導入到載樣組件中。其中，泵221還通過導管222與緩衝液基座212連接，從緩衝液基座 212內抽取設定劑量的緩衝液到泵221中，然後經泵221再傳輸到載樣組件中。在本實施例中，當機械手23接收到控制組件抽取試劑的命令後，包括抽取試劑的種類、抽取試劑的劑量，機械手23移動到試劑基座211上方對應的該試劑所在的位置，抽取相應劑量的試劑到泵中；泵接收到試劑後，將試劑傳輸到載樣組件中。當泵221接收控制組件抽取緩衝液基座212內的緩衝液時，包括緩衝液對應的位置、緩衝液所需的劑量後，泵 221從緩衝液基座212中抽取相應的緩衝液到泵221中，然後傳輸到載樣組件中。本實施例，實現了液體(包括試劑、緩衝液)抽取、傳輸的自動化，大大提高了基因測序裝置的自動化程度和抽取液體的精度。針對液體傳導組件，本發明提出另一實施例，如圖6所示，該組件包括機械手23、 泵221、試劑基座211、緩衝液基座212。其中(1)泵221用於抽取試劑臺中的試劑，並將試劑傳輸到載樣組件中。(2)機械手23，其位於試劑臺的上方或位於試劑臺的一側，通過導管與泵連接，用於從試劑臺抽取相應的試劑到泵中。(3)緩衝液基座212，用於盛放測序反應所需的緩衝液。(4)試劑基座211與緩衝液基座212連接，用於盛放測序反應所需的除緩衝液外的試齊LU本實施例中，機械手23，位於試劑臺的上方，用於在測序過程中從試劑臺抽取相應的試劑到泵221中；泵221，用於接收機械手23抽取的試劑。試劑基座211，用於盛放除緩衝液之外的試劑；緩衝液基座212，用於盛放緩衝液。其中，機械手23通過導管與泵221連接，機械手23在Χ、Υ、Ζ空間內移動，抽取試劑基座211內的試劑或緩衝液基座212內的緩衝液。當需要抽取某種試劑時，機械手23精確定位到該試劑所在的孔的位置上，抽取所需劑量的該試劑，然後，通過導管222將試劑傳輸到泵221中，泵221再將試劑導入到載樣組件中。本實施例通過機械手抽取相應的試劑或緩衝液到泵中，實現了液體抽取的自動化。本發明中，機械手的個數至少一個。機械手的個數根據需要抽取液體的速度來選擇，當需要快速並行抽取多種液體時，機械手可以為多個，可實現並行且快速抽取液體。當無速度限制時，機械手可為一個，從而簡化基因測序裝置的結構。針對液體傳導組件，本發明提出另一實施例，如圖7所示，該組件包括兩個機械手 23、泵221、試劑基座211、緩衝液基座212。其中，兩個機械手分別位於試劑臺的上方和試劑臺的一側，用於在測序過程中從試劑臺中抽取相應的試劑到泵221中。機械手23通過導管與泵221連接。上述一機械手23用於抽取試劑基座211內的試劑，機械手23可以在X、Y、 Z空間內移動。當需要抽取某種試劑時，機械手23精確定位到該試劑所在的孔的位置上，抽取所需劑量的試劑，然後，通過導管222傳輸到泵221中，泵221再將試劑導入到載樣組件中。上述另一機械手23用於抽取緩衝液基座212內的試劑，當需要抽取某種緩衝液時，機械手23在X、Y、Z空間上移動，定位到緩衝液基座212內該緩衝液所在的位置，並抽取所需劑量的試劑，然後，將試劑傳輸到泵221中，泵221再將緩衝液導入到載樣組件中。本實施例採用兩個機械手23互不幹擾的抽取試劑和緩衝液，實現了液體抽取、傳輸的自動化；同時，使得液體抽取的速度更快。針對載樣組件，本發明提出一實施例，如圖8所示，載樣組件包括樣品臺和定位
直ο(1)樣品臺31，用於固定待測樣品，並接收液體傳導組件傳輸的試劑，使待測樣品與所接收的試劑進行測序反應；(2)定位裝置32，與樣品臺31連接，用於控制樣品臺31和/或採圖組件的位移， 確定樣品臺31中採圖位置。本實施例技術方案中，定位裝置能夠根據控制組件的命令準確實現採圖定位，大大提高了載樣組件的定位精度，從而為後續的採圖組件採集到清晰準確的測序圖像奠定了 ■石出。針對樣品臺，本發明提出一實施例，如圖9所示，樣品臺包括支架和測序反應小
室。其中(1)支架311，用於固定測序反應小室312 ；(2)測序反應小室312，用於固定待測樣品，使待測樣品與液體傳導組件傳輸的試劑進行測序反應。測序反應小室312固定在樣品臺的支架311上。在測序反應開始前，將固定有待測樣品的玻片固定到測序反應小室312上，測序反應小室312被固定在支架311上。在該實施例中，固定到測序反應小室312上的玻片採用透明且透光性好的材料製成。測序反應小室312上固定的玻片有三塊，中間的玻片為中空的玻片，中空玻片一側玻片為帶有兩孔的玻片，帶孔玻片的兩孔與中空玻片的中空部分連通。形成試劑入口和試劑出口，中空的部分形成測序反應小室的腔。中空玻片的另一側玻片固定有待測樣品。也即三塊玻片形成的腔構成測序反應小室312的內壁。針對測序反應小室，本發明提出一實施例，如圖10所示，測序反應小室312包括試劑入口和試劑出口。其中(1)試劑入口 3121，用於將試劑導入到測序反應小室312內。(2)試劑出口 3122，用於將試劑從測序反應小室312內導出。其中，待測DNA片段可以固定在小珠上，小珠附著在測序反應小室312 —側的內壁上，待測DNA片段也可以直接固定在測序反應小室312 —側的內壁上。待測樣品01，即待測DNA片段陣列或帶待測DNA片段的小珠，固定於測序反應小室312的一側的內壁上。測序反應小室312 —側的內壁上可固定上千萬個甚至上億個待測 DNA片段陣列或帶待測DNA片段的小珠，這些上千萬甚至上億個待測DNA片段陣列或帶待測DNA片段的小珠形成了短標籤陣列。其中，待測DNA片段或小珠通過化學反應或者物理作用而附著在測序反應小室 312 —側的內壁上。當測序反應進行時，試劑從試劑入口 3121流入，流經測序反應小室312的內壁，與固定在測序反應小室312 —側的內壁上的待測樣品01發生反應後，再從試劑出口 3122流
出ο本發明的測序反應小室固定成千上萬甚至上億個DNA片段，實現了基因測序裝置高通量、快速測序；同時，試劑從試劑入口流入從試劑出口流出，使得試劑流動具有方向性， 使得流動的試劑與待測樣品反應更充分，節約了試劑降低了成本，也使得反應速度加快，實現快速測序。本發明中，用於固定待測DNA片段的玻片的測序反應小室的面積可達1000mm2。陣列點的密度可以根據測序通量的需要選擇陣列點的密度。針對測序反應小室的測序通量，本發明提出一實施例。將待測DNA片段直接固定在測序反應小室中。當陣列點的密度為IX IO5個/mm2，則可固定的陣列點的個數可達上億個。當陣列點的密度為2X105個/mm2，則可固定的陣列點的個數可達2億個。也即本發明的測序反應小室與傳統的測序裝置相比，大大提高了測序通量，由於一次的通量高，從而提高了測序的效率。在測序反應時，輸入測序反應小室內的試劑量相同，但測序的通量高，從而降低了測序的成本。針對測序反應小室的測序通量，本發明提出另一實施例。固定待測DNA片段的小珠的直徑優選在0. 5納米到100納米之間。當用於固定小珠的測序反應小室312的面積為 500mm2時，小珠的直徑為10 μ m，以50%的填充率固定小珠，固定的小珠的個數可以多達2 千多萬個。也即測序通量可達2千多萬。本實施例的技術方案中，測序反應小室的測序通量高，從而使得相同的測序時間內，測序得到的序列多，也即提高了測序效率。同時，在測序反應時，輸入測序反應小室內的試劑量相同，但測序的通量高，從而降低了測序的成本。針對定位裝置，本發明提出一實施例，如圖11所示，該定位裝置包括水平運動裝置321和垂直運動裝置322。其中(1)水平運動裝置321與樣品臺31連接，用於調節樣品臺31在所在平面上的位置。(2)垂直運動裝置322與樣品臺31和採圖組件連接，用於調節樣品臺31與採圖組件5之間的位置。本實施例中的定位裝置根據控制組件的指令調節樣品臺和採圖組件的位置，相對與人工調節，大大提高了定位的精度和定位的效率。針對定位裝置，本發明提出另一實施例，如圖12所示，該定位裝置包括水平運動裝置321和垂直運動裝置322。水平運動裝置321與樣品臺31連接，用於調節樣品臺31所在平面的位置；垂直運動裝置322，與樣品臺31連接，用於調節樣品臺31的位置，使得樣品臺31與採圖組件5之間的距離為最佳的採圖位點。針對定位裝置，本發明提出另一實施例，如圖13所示，該定位裝置包括水平運動裝置321和垂直運動裝置322。水平運動裝置321與樣品臺31連接，用於調節樣品臺31所在平面的位置；垂直運動裝置322，與採圖組件5連接，用於調節採圖組件5的位置，使得樣品臺31與採圖組件5之間的距離為最佳的採圖位點。針對定位裝置，本發明提出另一實施例，如圖14所示，該定位裝置包括水平運動裝置321和垂直運動裝置322。水平運動裝置321與樣品臺31連接，用於調節樣品臺31所在平面的位置；垂直運動裝置322，與樣品臺31和放大裝置531連接，同時調節樣品臺31和採圖組件5的位置，使得樣品臺31與採圖組件5之間的距離為最佳的採圖位點。本實施例中的垂直運動裝置322對位置的調節可通過自動聚焦調節實現，能夠實現了採圖位置定位的自動化。針對溫控組件本發明提出一實施例，如圖15所示，溫控組件包括測溫裝置42和升降溫裝置41。其中(1)測溫裝置42用於實時測量載樣組件的溫度。(2)升降溫裝置41，與測溫裝置42、載樣組件分別連接，根據測溫裝置測量的溫度對載樣組件的溫度進行工作。當設置載樣組件的溫度後，測溫裝置42測量載樣組件的溫度，並將所測得的溫度值發給控制組件，控制組件根據接收到的溫度數據，發出升降溫裝置的工作指令，升降溫裝置41根據指令進行工作，執行加熱或製冷的指令。該升降溫裝置41位於載樣組件一側，包含至少一個製冷器。優選的，上述實施例中，製冷器的個數為2個。本實施例中，測序反應需要在某個溫度範圍內進行，升降溫裝置41對載樣組件的溫度進行精確控制，使得測序反應能夠順利進行。針對溫控組件本發明提出另一實施例，如圖16所示，溫控組件包括測溫裝置42、 升降溫裝置41和排風裝置43。其中，測溫裝置42用於實時測量載樣組件的溫度和儀器內部的溫度。測溫裝置42將測得的載樣組件的溫度發給控制組件，控制組件根據接收到的溫度數據，發出升降溫裝置的工作指令，升降溫裝置41根據指令進行工作，執行加熱或製冷的指令；測溫裝置42將儀器內部的溫度發給控制組件，控制組件根據接收到的溫度數據， 發出排風裝置43的工作指令。排風裝置43根據指令進行工作。排風裝置43，實現了基因測序裝置的內外空氣交換，將基因測序裝置內的溫度調節到基因測序裝置正常工作的溫度範圍內。本實施例中的溫控組件不僅實現了溫度的自動化控制，且實現了載樣組件和基因測序裝置的快速升降溫和正常運行。針對排風裝置的結構，本發明提出一實施例，如圖17所示，排風裝置包括多個排風扇431，排風扇431的個數優選為1 10個。其中，排風扇431位於基因測序裝置的底部、側面或者後部。更優選的，排風扇431的個數為4個，分別安裝在儀器的兩個側面、底部和後部。針對排風裝置的結構，本發明提出另一實施例，如圖18所示，排風裝置包括排風扇431、散熱器432、製冷器433和散風器434。其中(1)排風扇431，用於排出製冷器433中的熱量。(2)散熱器432，用於將製冷器433的熱量傳遞開。(3)製冷器433，用於對基因測序裝置降溫。(4)散風器434，用於將製冷器433 —側的低溫能量均勻傳遞到基因測序裝置內部。
在本實施例中，散風器434緊貼散熱器432，製冷器433位於散風器434和散熱器 432之間，排風扇431放置於散熱器432的一側。當儀器需要降溫時，製冷器433開始工作， 製冷器433的一面為低溫、另一面為高溫；製冷器433低溫面周圍的低溫空氣通過散風器 434進入到儀器內，製冷器433高溫面的高溫空氣進入散熱器432後，排風扇431將散熱器 432的高溫空氣排出儀器，從而達到降低儀器內溫度的目的。在該實施例中，排風裝置可位於基因測序裝置的底部、側面、頂部或者後部。排風裝置的個數可設置1 5個。優選的，排風裝置43的個數為2個，均安裝於儀器的頂部。製冷器433的個數為1 5個。優選的， 該製冷器433的個數為3個。本實施例的技術方案能夠實現基因測序裝置的快速降溫，從而節約測序反應的時間，也即大大提高了測序反應的效率。針對採圖組件的結構，本發明提出一實施例，如圖19所示，採圖組件包括發光裝置51、稜鏡組52和照相裝置23。其中(1)該發光裝置51與載樣組件連接，用於提供特定波長的光，以激發載樣組件中帶有標記物的待測樣品。(2)稜鏡組52位於發光裝置及載樣組件之間，用於對發光裝置發出的光進行過濾，並進行光路調節；(3)照相裝置23位於載樣組件一側，用於採集採圖位置的圖像數據。本實施例中，當採圖時，發光裝置51發出激發光，通過稜鏡組52對光路進行調節， 使激發光射入載樣組件，照相裝置23對載樣組件進行圖像採集。在本實施例的技術方案中，稜鏡組實現了過濾發光裝置發出的光，並且能夠調節光路，從而保證足量光線的光到達載樣組件，並且到達載樣組件的光更純淨。這為照相裝置拍攝到清晰的圖像提供了保證。針對照相裝置的結構，本發明提出一實施例，如圖20所示，照相裝置包括放大裝置531和拍圖裝置532。放大裝置531用於放大載樣組件內的採圖位置的圖像；拍圖裝置 532位於放大裝置531的一側，用於通過放大裝置531拍攝載樣組件內的採圖位置的圖像數據。當測序反應進行時或者測序反應結束後，成像裝置對載樣組件內的圖像進行成像，拍圖裝置對載樣組件內的圖像進行採集。本實施例的技術方案能夠實現基因測序裝置的自動採集到清晰的圖像。本發明中的放大裝置的倍數不限。根據拍攝的圖像的清晰度和拍攝圖像的區域的大小來選擇放大裝置的放大倍數。當對清晰度要求不高但需要拍攝的圖像的區域較大時， 採用放大倍數低的放大裝置。當對清晰度要求高但對拍攝的圖像的區域不限制時，採用放大倍數高的放大裝置。優選的，該放大裝置531的放大倍數優選為20到100倍。更優選的， 該放大裝置531的放大倍數為50倍。本發明中的拍圖裝置為任意可以直接將光學信號轉換為模擬電流信號，電流信號經過放大和模數轉換，實現圖像的獲取、傳輸的拍圖裝置均適用於本發明中所使用的拍圖
直ο針對拍圖裝置本發明提出一實施例，拍圖裝置可以為CXD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件)或CID (charge injection device，電荷注入檢測器)。本發明中，拍圖裝置的像素無特殊限制。根據所需拍攝的圖像的清晰度來選擇。優選的，該拍圖裝置的像素至少為300萬個像素點。更優選的，該拍圖裝置的像素為400萬個
像素點。針對發光裝置，本發明提出一實施例，該發光裝置為一汞燈，用於激發樣品臺上的待測樣品發光。在一個實施例中，在測序反應中，待測樣品與攜帶標記物的試劑結合後，形成攜帶標記物的待測樣品，汞燈發出的光使攜帶標記物的待測樣品發光。針對發光裝置，本發明提出另一實施例，該發光裝置為一雷射器，利用雷射器發出的雷射照射與攜帶標記物的試劑發生反應後的待測樣品，該攜帶標記物的待測樣品發光。關於與攜帶標記物的試劑發生反應的待測樣品，形成攜帶標記物的待測樣品的方法，可以參考專利CN201010155^9. 9。需要說明的是，攜帶標記物的待測樣品在接收某種波長的光時，會發出螢光。任何可以激發標記物發光的光源均適用於本發明。本發明的保護範圍並不限定於上述實施例中的光源。針對採圖組件的結構，本發明提出一實施例，如圖21所示，該採圖組件包括發光裝置51、拍圖裝置532、稜鏡組52和放大裝置531。其中(1)發光裝置51，與載樣組件連接，用於提供特定波長的光，以激發載樣組件中帶有標記物的待測樣品。(2)稜鏡組52，位於發光裝置及載樣組件之間，用於對發光裝置發出的光進行過濾，並進行光路調節。(3)放大裝置531，用於放大採圖位置的圖像。(4)拍圖裝置532，位於放大裝置的一側，用於通過放大裝置拍攝採圖位置的圖像數據。在本實施例中，放大裝置531和載樣組件3連接，稜鏡組52位於放大裝置531的一側，拍圖裝置532位於稜鏡組52的一側，發光裝置51位於稜鏡組52的另一側。其中，發光裝置51發出的光，經過稜鏡組52過濾，再經過稜鏡組52反射，通過放大裝置531照射到載樣組件3上。載樣組件3中的攜帶標記物的待測樣品受到過濾後的光的照射後，攜帶標記物的待測樣品發光，攜帶標記物的待測樣品發出的光經過放大裝置531和稜鏡組52，到達拍圖裝置532，拍圖裝置532進行圖像拍攝。針對採圖組件的結構，本發明提出另一實施例，如圖22所示，該採圖組件包括發光裝置51、拍圖裝置532、稜鏡組52、放大裝置531和光閘513。其中(1)發光裝置51，與載樣組件連接，用於提供特定波長的光，以激發載樣組件中帶有標記物的待測樣品。(2)光閘513，所述光閘位於發光裝置與載樣組件之間，用於在不需激發光照射時遮擋激發光。(3)稜鏡組52，位於發光裝置及載樣組件之間，用於對發光裝置發出的光進行過濾，並進行光路調節。放大裝置531，用於放大採圖位置的圖像。(4)拍圖裝置532，位於放大裝置的一側，用於通過放大裝置拍攝採圖位置的圖像數據。在本實施例中，放大裝置531和載樣組件3連接，稜鏡組52位於放大裝置531的一側，拍圖裝置532位於稜鏡組52的一側，發光裝置51位於稜鏡組52的另一側，光閘513
16位於發光裝置51和稜鏡組52之間。當需要拍圖時，打開光閘513，發光裝置51發出光後， 光線射入稜鏡組52，稜鏡組52過濾出特定的光，再經過稜鏡組52的反射後，通過放大裝置 531到載樣組件3上。載樣組件內，攜帶標記物的待測樣品接收特定的光照射後，攜帶標記物的待測樣品發光，攜帶標記物的待測樣品發出的光經過放大裝置531和稜鏡組52後到達拍圖裝置532，拍圖裝置532採集圖像。當不需要光時，位於發光裝置51—側的光閘513便會擋住發光裝置51，使得發光裝置51不能照射到載樣組件3中。本發明的技術方案實現了基因測序裝置通過稜鏡組過濾光、調節光路，使得到達載樣組件中的激發光為單色激發光，從而使得待測樣品發出的光更純淨，使得拍圖裝置拍攝的圖像更加清晰；同時，當採圖位置確定之後，拍圖裝置接收到拍圖的指令後，採集圖像， 實現自動化採集圖像；另外，不需要光線時，利用光閘擋住，避免激發光長時間照射稜鏡組而損壞稜鏡，從而延長了稜鏡組的使用壽命。針對稜鏡組，本發明提出一實施例，如圖23所示，該稜鏡522固定在稜鏡支架521 上，稜鏡支架521上固定有多個稜鏡522，稜鏡522上安裝有可以過濾特定波長的濾光片，各個稜鏡522上的濾光片相同或不同，當需要某種特定波長的光時，轉動稜鏡，使稜鏡能夠過濾出特定波長的光。其中，該稜鏡組上固定稜鏡522的個數可以是3 9個。優選的，該稜鏡組上固定稜鏡522的個數為3個。針對數據處理組件，本發明提出一實施例，如圖M所示，數據處理組件包括數據傳輸裝置71和數據分析裝置72。(1)數據傳輸裝置71與採圖組件和數據分析裝置分別連接，用於將採圖組件採集的圖像數據傳輸給數據分析裝置。(2)數據分析裝置72，用於分析圖像數據。所述圖像數據包括但不限於傳輸裝置71傳輸來的圖像數據，其它同類或相同基因測序裝置採集的數據。任何連接行動裝置和電子設備，能達到數據通信目的裝置均可作為數據傳輸裝置71。任何具有自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的智能電子設備均可作為該數據分析裝置72。本技術方案使得圖像數據處理通過數據分析裝置來進行處理，能夠實現測序數據的自動化處理，大大提高了數據處理的速度。針對該基因測序裝置的使用，本發明提出一實施例，如圖25所示。樣品準備完成之後。首先，將待測樣品(帶有DNA片段的小珠或DNA片段)固定(通過化學或物理作用) 在玻片上，玻片固定到測序反應小室上，形成測序反應小室的腔；然後，將試劑臺內的測序反應所需的試劑或緩衝液通過泵導入到測序反應小室中，試劑從試劑入口進入，溫控組件對測序反應小室內的溫度進行控制，使測序反應小室內的測序反應能夠順利進行，此時，可得攜帶標記物的待測樣品；接著，將測序的試劑或者緩衝液從試劑出口導出，並開始拍攝測序反應的圖像數據；最後，利用數據處理組件，對圖像數據進行處理分析，得出所測的DNA 序列。上述的基因測序裝置可以用於各種測序方法，包含但不限於連接測序法和合成測序法。其中，所有的測序方法在樣品準備完成之後，需要將樣品固定在測序反應小室，然後， 進行測序反應——採圖——數據分析。各種測序方法在進行基因測序時，所使用的測序試齊U、緩衝液、測序反應的時間、測序的溫度等有所區別；而對於採集圖像數據的方法和後續數據分析的手段並無差異。針對本基因測序裝置使用連接測序法進行基因測序，本發明提出一實施例。首先， 製備待測樣品，並將待測樣品固定於小珠上，小珠通過化學或者物理作用被固定在玻片上， 而後將玻片固定到測序反應小室中，形式測序反應小室的腔。步驟1，將帶標記物試劑傳輸到測序反應小室中，溫控裝置控制測序反應小室的溫度，使得測序反應能夠進行，利用鹼基互補配對原則，獲得經過測序反應的DNA片段攜帶標記物，也即獲得攜帶標記物的DNA片段。步驟2，當測序反應完成之後，抽取試劑臺中一定量的緩衝液到測序反應小室，衝洗未參與測序反應的攜帶標記物的試劑，並將緩衝液從試劑出口排出。步驟3，通過發光裝置發出的光激發攜帶螢光標記物的DNA片段發光，利用拍圖裝置來拍攝測序反應小室內的多張不同位點的螢光圖像。其中，拍圖裝置通過放大裝置來拍圖。重複步驟1到步驟3，直到完成所有DNA片段測序。步驟4，將拍圖的圖像數據傳輸給數據處理組件，對數據進行處理，分析出DNA片段的序列。其中，每完成一次步驟1到步驟3即可進行步驟4，也可多次循環步驟1到步驟3後進行步驟4。上述固定的每種DNA片段越長，重複步驟1到步驟3的次數越多，每循環一次，可測得測序反應小室內DNA片段上的一個位點的序列。上述DNA片段為待測樣品。上述小珠可為磁珠、鋼珠、塑料珠等。圖27示出了本發明一實施例中基因測序系統的結構示意圖，該系統包括樣品製備控制模塊10、液體傳導控制模塊20、反應控制模塊30、溫控模塊40、採圖控制模塊50及控制模塊60 ；(1)樣品製備控制模塊10，與控制模塊60連接，用於控制樣品製備組件製備待測樣品，並控制待測樣品固定到載樣組件上。(2)液體傳導控制模塊20，與控制模塊60連接，用於控制液體傳導組件中液體的抽取與傳輸。(3)反應控制模塊30，與控制模塊60連接，用於控制測序反應的進行，並確定採圖的位置。(4)溫控模塊40，與控制模塊60連接，用於控制測序反應的溫度。(5)採圖控制模塊50，與控制模塊60連接，用於控制採圖組件採集圖像。(6)控制模塊60，用於控制與其連接的各模塊的運行。本實施例的技術方案能夠實現了基因測序系統從樣品製備、液體抽取、反應控制、 溫度控制和採圖控制的全自動化，大大節約了人力勞動，同時，提高了基因測序的效率。需要說明的是，各個模塊之間的連結為邏輯上的連接關係，包括但不限於無線連接。圖27示出了本發明另一實施例中基因測序系統的結構示意圖，該系統包括樣品製備控制模塊10、液體傳導控制模塊20、反應控制模塊30、溫控模塊40、採圖控制模塊50、 控制模塊60和數據處理模塊70 ；(1)樣品製備控制模塊10，與控制模塊60連接，用於控制樣品製備組件1製備待測樣品，並控制待測樣品固定到載樣組件上。(2)液體傳導控制模塊20，與控制模塊60連接，用於控制液體傳導組件中液體的抽取與傳輸。(3)反應控制模塊30，與控制模塊60連接，用於控制測序反應的進行，並確定採圖的位置。(4)溫控模塊40，與控制模塊60連接，用於控制測序反應的溫度。(5)採圖控制模塊50，與控制模塊60連接，用於控制採圖組件採集圖像。(6)控制模塊60，用於控制與其連接的各模塊的運行。(7)數據處理模塊70，與控制組件60連接，用於處理採圖組件採集的圖像數據。當需要進行基因測序時，控制模塊60將開始製備待測樣品的指令發送給樣品製備控制模塊10，樣品製備控制模塊10接收到指令後，開始執行製備待測樣品，包括樣品製備組件1的振蕩、待測樣品固定到玻片上，控制模塊60將安裝玻片的指令發送給樣品製備組件1的機械臂，機械臂將玻片安裝到載樣組件上；當玻片安裝完畢後，控制模塊60將液體抽取的指令發送給液體傳導控制模塊20，液體傳導控制模塊20接收到指令後，控制液體傳導組件抽取液體到載樣組件中；當液體抽取完畢，控制模塊60將反應檢測的指令發送給反應控制模塊30，反應控制模塊30接收到指令後，控制載樣組件的運行，包括檢測載樣組件是否能正常運行；當載樣組件正常時，控制模塊60將溫度控制的指令發送到溫控模塊40， 溫控模塊40接收到指令後，控制溫控組件對載樣組件進行加熱或者製冷，使得測序反應能夠順利進行；當測序反應完畢後，控制模塊60將開始採集圖像的指令發送給採圖控制模塊 50，採圖控制模塊50接收到指令後，控制採圖組件採集測序反應的圖像；當圖像採集結束後，控制模塊60將開始數據處理的指令發給數據處理模塊70，數據處理模塊70接收到指令後，控制數據處理組件接收採集的圖像數據，並處理該圖像數據。需要說明的是，各個模塊之間的連結為邏輯上的連接關係，包括但不限於無線連接。本系統實現了基因測序系統的樣品製備、液體抽取、反應控制、溫度控制、採圖控制和數據處理的自動化，實現了基因測序的全自動化，同時，大大節約了人力勞動，提高了基因測序的效率。圖觀示出了本發明一實施例中數據處理模塊的結構示意圖，該數據處理模塊包括數據傳輸模塊701和數據分析模塊702。其中(1)數據傳輸模塊701，與數據分析模塊702連接，用於控制數據傳輸到數據分析模塊。(2)數據分析模塊702，用於接收數據傳輸模塊701傳輸的數據，並對數據進行分析與處理。本實施例中，所述的數據為採圖組件採集的圖像數據。本實施例的技術方案能夠實現數據的快速傳輸與處理，從而大大提高了基因測序的效率。應當說明的是，本發明中的基因測序裝置及系統的結構包含但不限於本發明中的典型的結構，其他類似的在基因工程領域中利用相似原理改進的測序裝置及系統也可以應用本發明所闡述的基因測序裝置及系統中。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種基因測序裝置，其特徵在於，包括樣品製備組件、液體傳導組件、載樣組件、溫控組件、採圖組件及控制組件；所述樣品製備組件，與載樣組件連接，用於製備待測樣品，並將待測樣品固定在載樣組件上；所述液體傳導組件，與載樣組件連接，用於存儲及傳輸試劑；所述載樣組件，用於固定待測樣品，並接收液體傳導組件傳輸的試劑，使待測樣品與所接收的試劑進行測序反應；同時，所述載樣組件還用於確定採圖位置；所述溫控組件，與載樣組件連接，用於調節載樣組件中測序反應的溫度；所述採圖組件，與載樣組件連接，用於獲取所述採圖位置的圖像數據；所述控制組件，與樣品製備組件、液體傳導組件、載樣組件、溫控組件和採圖組件分別連接，用於控制與其相連的各組件的運行。
2.根據權利要求1任一項所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述基因測序裝置還包括數據處理組件，所述數據處理組件與採圖組件和控制組件分別連接，用於接收並處理採圖組件採集的圖像數據。
3.根據權利要求1所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述液體傳導組件包括試劑臺和泵；所述試劑臺通過導管與泵連接，用於盛放測序反應相關的試劑；所述泵用於抽取試劑臺中的試劑，並將試劑傳輸到載樣組件中。
4.根據權利要求3所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述液體傳導組件還包括機械手，其位於試劑臺的上方或位於試劑臺的一側，通過導管與泵連接，用於從試劑臺抽取相應的試劑到泵中。
5.根據權利要求3所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述試劑臺包括緩衝液基座和試劑基座；所述緩衝液基座，用於盛放測序反應所需的緩衝液。所述試劑基座與緩衝液基座連接，用於盛放測序反應所需的除緩衝液外的試劑。
6.根據權利要求1至5任一項所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述載樣組件包括樣品臺和定位裝置；所述樣品臺用於固定待測樣品，並接收液體傳導組件傳輸的試劑，使待測樣品與所接收的試劑進行測序反應；所述定位裝置與樣品臺和/或採圖組件連接，用於控制樣品臺和/或採圖組件的位移， 從而確定採圖位置。
7.根據權利要求6所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述樣品臺包括測序反應小室， 用於固定待測樣品，使待測樣品與液體傳導組件傳輸的試劑進行測序反應。
8.根據權利要求6所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述定位裝置包括水平運動裝置和垂直運動裝置；所述水平運動裝置與樣品臺連接，用於調節樣品臺在其自身所在平面上的位置；所述垂直運動裝置與樣品臺、採圖組件連接，用於調節樣品臺與採圖組件之間的距離。
9.根據權利要求1至5任一項所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述溫控組件包括測溫裝置和升降溫裝置；所述測溫裝置，用於測量載樣組件的溫度；所述升降溫裝置，與測溫裝置、載樣組件分別連接，根據測溫裝置測量的溫度對載樣組件的溫度進行工作。
10.根據權利要求9所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述測溫裝置還用於測量基因測序裝置內部的溫度。
11.根據權利要求9所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述溫控組件還包括排風裝置，用於基因測序裝置內外的空氣流動。
12.根據權利要求1至5任一項所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述採圖組件包括發光裝置、稜鏡組和照相裝置；所述發光裝置，與載樣組件連接，用於提供特定波長的光，以激發載樣組件中帶有標記物的待測樣品；所述稜鏡組，位於發光裝置及載樣組件之間，用於對發光裝置發出的光進行過濾，並進行光路調節；所述照相裝置，位於載樣組件一側，用於採集採圖位置的圖像數據。
13.根據權利要求12所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述發光裝置還包括光閘，所述光閘位於發光裝置與載樣組件之間，用於在不需激發光照射時遮擋激發光。
14.根據權利要求12所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述照相裝置包括放大裝置和拍圖裝置；所述放大裝置，用於放大採圖位置的圖像；所述拍圖裝置，位於放大裝置的一側，用於通過放大裝置拍攝採圖位置的圖像數據。
15.根據權利要求2至5中任一項所述的基因測序裝置，其特徵在於，所述數據處理組件包括數據傳輸裝置和數據分析裝置；所述數據傳輸裝置，與採圖組件和數據分析裝置分別連接，用於將採圖組件採集的圖像數據傳輸給數據分析裝置；所述數據分析裝置，用於處理圖像數據。
16.基於權利要求1所述的基因測序裝置的基因測序系統，其特徵在於，所述系統包括樣品製備控制模塊、液體傳導控制模塊、反應控制模塊、溫控模塊、採圖控制模塊及控制模塊；所述樣品製備控制模塊，與控制模塊連接，用於控制樣品製備組件製備待測樣品，並控制待測樣品固定到載樣組件上；所述液體傳導控制模塊，與控制模塊連接，用於控制液體傳導組件中液體的抽取與傳輸；所述反應控制模塊，與控制模塊連接，用於控制測序反應的進行，並確定採圖的位置；所述溫控模塊，與控制模塊連接，用於控制測序反應的溫度；所述採圖控制模塊，與控制模塊連接，用於控制採圖組件採集圖像；所述控制模塊，用於控制與其連接的各模塊的運行。
17.根據權利要求16所述的基因測序系統，其特徵在於，所述系統還包括數據處理模塊，與控制組件連接，用於處理採圖組件採集的圖像數據。
18.根據權利要求17所述的基因測序系統，其特徵在於，所述數據處理模塊包括數據傳輸模塊和數據分析模塊；所述數據傳輸模塊，與數據分析模塊連接，用於控制數據傳輸到數據分析模塊； 所述數據分析模塊，用於接收數據傳輸模塊傳輸的數據，並對數據進行分析與處理。
全文摘要
本發明涉及基因工程領域，具體涉及一種基因測序裝置及系統。一種基因測序裝置，包括樣品製備組件、液體傳導組件、載樣組件、溫控組件、採圖組件及控制組件。一種基因測序系統，包括樣品製備控制模塊、液體傳導控制模塊、反應控制模塊、溫控模塊、採圖控制模塊及控制模塊。本發明的基因測序裝置和基因測序系統實現從樣品製備到數據處理的一體化，實現了基因測序的全自動化；同時，實現了高通量和低成本的基因測序。
文檔編號C12M1/34GK102517206SQ201110460749
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者盛司潼 申請人:盛司潼